中年2型糖尿病患者有氧运动结合原地深蹲抗阻训练方案及其干预效果研究

常凤

最新数据显示，我国成年人糖尿病患病率为11.6%，糖尿病前期比例为50.1%［1］。越来越多的研究发现，有氧运动结合抗阻训练的方式控制血糖效果较好，能减少因疾病本身而引起的肌肉萎缩、肌力下降［2-4］。查阅国内外文献发现，抗阻训练降糖运动器械主要有弹力绳、弹力带、哑铃等，但患者的依从性较差［5］。结合糖尿病患者以中老年居多，且运用器械训练需要特定场地及专业人士的指导、保护的实际情况，本研究选择原地深蹲进行正交试验，进而帮助糖尿病患者找到简单、易实施的抗阻训练方案，提高患者的运动依从性。

1 对象与方法

本研究创新点：

中年2型糖尿病患者是糖尿病人群的主体。健康教育与心理改善、药物改善、饮食改善、运动改善、血糖监测被称为糖尿病改善的“五驾马车”。大量研究证实，运动可以增强胰岛素敏感性，改善糖尿病患者糖脂代谢，维持血糖稳定，延缓并发症的发生发展。越来越多的糖尿病患者开始关注运动，但大部分患者以单纯有氧运动为主。已有研究证实，有氧运动结合抗阻训练在维持糖尿病患者血糖稳定、增强胰岛素敏感性方面好于单纯有氧运动。为帮助糖尿病患者找到简单、易实施的抗阻训练方案，本研究采用正交试验对原地深蹲抗阻训练方案进行研究，进而找到适合中年2型糖尿病患者的运动方案。结果显示，原地深蹲可以作为中年2型糖尿病患者的抗阻训练方式，建议运动方案为：低负荷或中等负荷，即30%或50%最大原地深蹲次数；运动组数为5组；组间间歇时间为2～3 min；运动起始时间选择在血糖峰值前30～45 min。本研究进一步丰富了糖尿病人群的抗阻训练方案，具有一定的临床应用与推广价值。

1.1 纳入与排除标准 纳入标准：（1）符合1999年WHO提出的2型糖尿病诊断标准［6］；（2）系单纯饮食干预或加用降糖药物治疗，临床症状控制良好；（3）既往无规律运动（每周3次以上中等强度运动定义为规律运动）习惯；（4）无美国糖尿病协会规定的运动禁忌证［7］；（5）无膝、髋关节及腰椎病变；（6）无明显体位性血压波动。排除标准［7］：（1）血糖波动明显，随机餐后血糖＞16.7 mmol/L者；（2）有急性感染或酸中毒等并发症者；（3）伴有严重肾病、肾衰竭者；（4）伴有高血压（血压＞200/100 mm Hg，1 mm Hg=0.133 kPa），使用药物控制血压仍不平稳或体位性血压波动大者；（5）伴有严重心脏病、眼部病变者；（6）严重的糖尿病足患者。

1.2 研究对象及分组 2016年3—9月选取于湖北大学校医院就诊的45～59岁中年2型糖尿病患者56例为研究对象。其中男27例，女29例；平均年龄（53.2+4.2）岁；病程（3.3+3.5）年；平均身高（163.7+14.0）cm；平均体质量（64.7+15.4）kg；BMI（24.1+4.7）kg/m2。干预前向患者详细说明本研究目的、内容、试验程序，待其签署知情同意书后，根据参与时间，为每例患者编号，在均衡性别、年龄、病程、BMI、用药等因素的前提下，将其分为对照组（20例）、有氧运动组（18例）和有氧运动结合原地深蹲组（18例）。本研究经华中科技大学同济医学院附属梨园医院医学伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.3 干预方法 在不改变原有用药种类、剂量及饮食习惯（早餐除外）的前提下进行运动干预，共干预24周。

1.3.1 对照组 维持原有锻炼习惯。

1.3.2 有氧运动组 采用有氧运动方案。运动方式：快走或慢跑；运动强度：50%储备摄氧量（VO2R）；运动时间：30 min；运动频率：3次/周（周一、三、五）；运动起始时间：血糖峰值前30～45 min（依据患者自身血糖波动特点确定）。运动注意事项：结伴运动；随身携带糖果，避免低血糖；穿宽松的衣裤，柔软、合脚的鞋袜；重视血糖、血压、心率、并发症的监测；运动时间不包含慢走的准备时间和整理活动时间；治疗过程中出现头晕、乏力、食欲减退、入睡困难、基础心率或血压升高等不适情况及时停止运动；第8、16周复测最大摄氧量（VO2max），调整运动强度。

使用瑞典MONARK 839E功率自行车中的Astrand模式测试VO2max，为确保患者的安全，测试过程中校医院内科医生在场。采用摄氧量储备百分比（%VO2R）法即根据靶摄氧量强度（Target VO2）设定运动强度，Target VO2=〔VO2max-安静 摄 氧 量（VO2rest）〕 ×EI+VO2rest［8］。 其 中 VO2rest为3.5 ml·kg-1·min-1，EI为期望强度，结合前期研究结果，本研究EI选取50%，该强度降糖效果较好，且运动后血糖反弹幅度较小［9］。

1.3.3 有氧运动结合原地深蹲组 采用有氧运动结合原地深蹲抗阻训练方案。其中有氧运动方案同有氧运动组，原地深蹲抗阻训练方案通过原地深蹲正交试验确定。运动注意事项：运动前进行各关节活动的热身，深蹲时注意呼吸时相及深蹲频率，运动后进行静力性拉伸练习，其他注意事项同有氧运动组。

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原地深蹲正交试验设计：根据研究目的，确定3个运动因素3个水平，即运动负荷、原地深蹲组数和运动起始时间为3个因素，每个因素分为3个水平，其中运动负荷为低、中等、较大负荷（原地深蹲次数为30%、50%、70%最大原地深蹲次数时分别表示低、中等、较大负荷）；原地深蹲组数为3、4、5组；运动起始时间为餐后30、45、60 min（见表1）。共10次试验（包括1次对照即餐后保持静坐和9次不同原地深蹲组合试验），每次试验间隔72 h，参与试验的18例患者均进食统一标准早餐（无糖豆浆1杯，白菜鲜肉小笼包8个，鸡蛋1个）。测试时，要求患者双脚并拢，全身中正，重心落在前脚掌，挺胸收腹，头不可倾斜和后仰；下蹲时膝盖要控制在脚尖以内，下蹲至大腿与地面平行后再缓慢上起；为减少因体位变化造成的血压明显波动，要求患者在下蹲时呼气，起立时吸气，原地深蹲速度控制在2～3 s完成1次深蹲。体质量较大或蹲起吃力的患者，在其背后放把座椅或使其依靠墙壁，以减轻膝关节的负担，防止跌倒。

表1 原地深蹲正交表（L934）Table 1 The orthogonal table of the situ squat

1.4 观察指标及检测

1.4.1 一般资料 收集患者一般资料，包括性别、年龄、病程、身高、体质量，计算BMI。

1.4.2 不同运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间 记录不同运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间，其中心率测试使用美国Polar610i遥测心率表，间歇时间指运动后心率基本恢复到运动前水平的时间，运动时间指完成原地深蹲的时间及间歇时间的总和。每例运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间取3次试验平均值。

1.4.3 不同原地深蹲组合时间-血糖曲线下面积（GAUC）每次原地深蹲正交试验后分别检测患者血糖（空腹血糖及餐后15、30、45、60、90、120、150 min血糖），并根据公式计算GAUC，GAUC（mmol·L-1·min-1）=（安静血糖+餐后15 min血糖+餐后30 min血糖+餐后45 min血糖+3/2×餐后60 min血糖+2×餐后90 min血糖+2×餐后120 min血糖+餐后150 min血糖）×餐后15 min血糖［10］。取指尖末梢血，用罗康全活力血糖仪检测血糖。

1.4.4 3组患者干预前后血糖、糖化血红蛋白（HbA1c）、胰岛素、C肽、血脂 使用EDTA-K2抗凝真空管采集肱静脉血2 ml，3 000×g离心10 min，取血清，利用光电比色原理，使用荷兰威图Selectra-E-Plus全自动生化分析仪检测血糖、血脂﹝三酰甘油（TG）、胆固醇（CHO）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）﹞，使用美国罗氏Cobas e 411电化学发光仪，利用电化学发光免疫原理检测胰岛素、C肽；使用真空非抗凝采血管取血2 ml，采用美国伯乐D-10糖化血红蛋白仪，利用离子交换高效液相色谱分析的原理检测HbA1c。

1.5 统计学方法 采用SPSS 22.0软件进行统计分析。计数资料的比较采用χ2检验。计量资料以（±s）表示，每组原地深蹲正交试验后指标比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验；3组患者血糖、HbA1c、胰岛素、C肽、血脂比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验；同组干预前后指标比较采用配对t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间比较 不同运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；中等负荷、较大负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率大于低负荷，间歇时间、运动时间长于低负荷，差异有统计学意义（P＜0.05）；较大负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率大于中等负荷，间歇时间、运动时间长于中等负荷，差异有统计学意义（P＜0.05，见表2）。

2.2 不同原地深蹲组合GAUC比较 不同原地深蹲组合GAUC比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。L-5-60"、M-5-45"原地深蹲组合GAUC小于对照及L-3-30"、M-3-45"、H-3-60"、L-4-45"、M-4-60"、H-4-30"、H-5-30"原地深蹲组合，差异有统计学意义（P＜0.05，见表3）。

2.3 3组患者一般资料比较 3组患者性别、年龄、病程、BMI比较，差异无统计学意义（P＞0.05，见表4）。

2.4 3组患者干预前后血糖、HbA1c、胰岛素、C肽比较 干预前，3组患者血糖、HbA1c、胰岛素、C肽比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预后，3组患者血糖比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；干预后，3组患者HbA1c、胰岛素、C肽比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。干预后，有氧运动组、有氧运动结合原地深蹲组患者血糖低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。对照组患者干预后血糖、HbA1c、胰岛素、C肽与干预前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；有氧运动组干预后血糖低于干预前，差异有统计学意义（P＜0.05）；有氧运动组干预后HbA1c、胰岛素、C肽与干预前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；有氧运动结合原地深蹲组患者干预后血糖、C肽低于干预前，差异有统计学意义（P＜0.05）；有氧运动结合原地深蹲组患者干预后HbA1c、胰岛素与干预前比较，差异无统计学意义（P＞0.05，见表5）。

2.5 3组患者干预前后血脂比较 干预前，3组患者TG、CHO、HDL-C、LDL-C比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；干预后，3组患者TG、CHO、HDL-C比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；干预后，3组患者LDL-C比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。干预后，有氧运动组、有氧运动结合原地深蹲组患者TG、CHO低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；干预后，有氧运动结合原地深蹲组患者HDL-C高于对照组、有氧运动组，差异有统计学意义（P＜0.05）。对照组患者干预后TG、CHO、HDL-C、LDL-C与干预前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；有氧运动组患者干预后TG、CHO低于干预前，差异有统计学意义（P＜0.05）；有氧运动组患者干预后HDL-C、LDL-C与干预前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；有氧运动结合原地深蹲组患者干预后TG、CHO低于干预前，HDL-C高于干预前，差异有统计学意义（P＜0.05）；有氧运动结合原地深蹲组患者干预后LDL-C与干预前比较，差异无统计学意义（P＞0.05，见表6）。

表2 不同运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间比较（±s）Table 2 Comparison of the situ squat frequency，heart rate，interval time and exercise time of patients with different load

表2 不同运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间比较（±s）Table 2 Comparison of the situ squat frequency，heart rate，interval time and exercise time of patients with different load

注：与低负荷比较，aP＜0.05；与中等负荷比较，bP＜0.05

间歇时间（min）项目 例数 深蹲次数（次）心率（次/min）运动时间（min）低负荷 18 19.6±4.7 106.8±8.5 2.4±1.6 20.8±4.7中等负荷 18 26.4±8.8a 115.2±9.9a 3.2±1.2a 23.1±3.2a较大负荷 18 35.0±9.1ab126.3±8.7ab 4.1±0.9ab 27.5±2.7ab F值 24.968 31.553 11.764 19.892 P 值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表3 不同原地深蹲组合GAUC比较（x±s，mmol·L-1·min-1，n=18）Table 3 Comparison of GAUC among different situ squats

表4 3组患者一般资料比较Table 4 Comparison of general data in 3 groups of patients

表5 3组患者干预前后血糖、HbA1c、胰岛素、C肽比较（x±s）Table 5 Comparison of blood glucose，HbA1c，insulin and c-peptide before and after intervention in 3 groups

表6 3组患者干预前后血脂比较（x±s）Table 6 Comparison of blood lipids before and after intervention in 3 groups

3 讨论

3.1 不同运动负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率、间歇时间、运动时间分析 本研究将30%、50%、70%最大原地深蹲次数分别设计为原地深蹲运动方案的低、中等、较大负荷。结果显示，中等负荷、较大负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率大于低负荷，间歇时间、运动时间长于低负荷；较大负荷原地深蹲患者深蹲次数、心率大于中等负荷，间歇时间、运动时间长于中等负荷；说明最大原地深蹲次数百分比可间接反映糖尿病患者原地深蹲运动负荷。

3.2 优化糖尿病患者原地深蹲抗阻训练方案分析 正交试验法通过选择具有代表性的组合进行研究，既可以减少试验次数，又可以优化出多因素、多水平的组合方案［10］。为研究不同运动负荷、原地深蹲组数及起始运动时间3个因素对糖尿病患者餐后血糖的影响，本研究选择正交试验，将需要的27次试验减少到9次。本研究结果显示，L-5-60"、M-5-45"原地深蹲组合GAUC小于对照及L-3-30"、M-3-45"、H-3-60"、L-4-45"、M-4-60"、H-4-30"、H-5-30"原地深蹲组合，说明餐后45、60 min开始运动好于餐后30 min，5组原地深蹲好于3、4组，低、中等负荷好于较大负荷。分析出现该结果的原因为餐后30 min开始运动，运动结束时间在餐后50～60 min，处于患者的血糖升高期［9］，运动的降糖作用不足以抵消食物引起的血糖上升，导致餐后GAUC变化不大；3、4组原地深蹲较5组运动时间短，机体对运动的刺激作用较强烈，内分泌系统反应较明显，使肾上腺、生长激素等升糖激素分泌增多［11］，运动后血糖反弹幅度大，致使GAUC较高；负荷较大患者前期缺乏抗阻训练经验，阻力过大，则对机体刺激强烈，引起应激反应明显［12］。所以，对糖尿病患者安排抗阻训练时，切不可操之过急，需结合患者力量素质水平，循序渐进地进行，且选择合适的起始运动时间。

3.3 不同运动方案干预患者血糖、HbA1c、胰岛素、C肽分析 空腹血糖可反映糖尿病患者基础胰岛素分泌功能，是糖尿病诊断及评价治疗效果的常用指标［7］。HbA1c能反映糖尿病患者近2～3个月平均血糖水平。有研究指出，HbA1c下降11%，糖尿病合并症的发生率可降低25%［13］。另外，LOIAALA 等［14］、TOMAS-CARUS 等［15］、SIGAL 等［16］报道，有氧运动结合抗阻训练使HbA1c分别下降6%、9%、12%。胰岛素是由胰腺胰岛β细胞分泌的，可反映β细胞功能，使用胰岛素治疗糖尿病，可影响胰岛素测试结果［9］。C肽则不受外源胰岛素的影响，具有胰岛素样作用，但不影响血糖水平，能更好地反映胰岛β细胞的功能［17］。近期研究表明，C肽具有调节Na+-K+-ATP酶活性及促进内皮型一氧化氮合成的作用，影响神经营养因子的合成，进而调节糖尿病患者的肾脏及神经功能［18］。本研究结果显示，干预后，有氧运动组、有氧运动结合原地深蹲组患者血糖低于对照组；有氧运动组干预后血糖低于干预前，有氧运动组干预后HbA1c、胰岛素、C肽与干预前无差异，有氧运动结合原地深蹲组患者干预后血糖、C肽低于干预前，有氧运动结合原地深蹲组患者干预后HbA1c、胰岛素与干预前无差异。该结果与运动可以诱导葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）表达增多［19］、提高肌组织葡萄糖的利用率、促进骨骼肌摄取葡萄糖及有氧氧化、增强胰岛细胞功能［20］、降低氧化应激水平［21］、减少运动后儿茶酚胺类激素分泌等多种机制密切相关。干预后，有氧运动组与有氧运动结合原地深蹲组HbA1c无差异，该结果与相关报道结果一致［22］，但与刘政潭［23］的结果存在分歧。分析原因，刘政潭［23］设计的EI为60%～70% VO2max，而本研究为50% VO2max；刘政潭［23］抗阻训练采用器械法，练习膝、髋、肩、肘等部位，而本研究选择原地深蹲；刘政潭［23］的研究对象基础HbA1c为8.0%～9.0%，而本研究为6.0%～7.0%。

3.4 不同运动方案干预患者血脂分析 本研究结果显示，干预后，有氧运动组、有氧运动结合原地深蹲组患者TG、CHO低于对照组，有氧运动组、有氧运动结合原地深蹲组患者干预后TG、CHO低于干预前，这与运动可以有效激活骨骼肌及脂肪组织中的脂蛋白脂肪酶（LPL）、肝脂肪酶（HL）、卵磷脂胆固醇酞基转移酶（LCAT）活性，增加脂联素含量，促进脂联素与其受体结合［24］，促进体内游离脂肪酸的有氧氧化作用，并加速乳糜微粒和极低密度脂蛋白分解密切相关。

本研究结果显示，有氧运动结合原地深蹲组患者干预后HDL-C高于干预前，出现该结果与HDL-C的合成需要胆固醇、磷脂、TG和蛋白质残粒为原料有关，而运动可促进TG、CHO分解，为HDL-C合成提供了更多原料，与运动增强LDL-C受体活性密切有关［25］。本研究结果与梁丽娟等［26］、孙莉敏等［27］的研究结果相似。由此证实，单纯有氧运动和有氧运动结合抗阻训练对改善脂代谢均具有一定作用，且联合运动的效果更佳。

有氧运动结合抗阻训练调节血脂的作用优于单纯有氧运动，与抗阻训练也能通过促进脂肪分解、增加血液循环、增强脂联素活性等方式调节脂代谢有关［28-29］。TOKMAKIDIS等［30］研究证明，有氧运动结合抗阻训练8个月可使冠心病患者血脂降低18.6%；FAHLMAN等［31］也证实，10周的抗阻训练使TG明显下降。程会兰等［32］研究发现，有氧运动结合抗阻训练可使患者TG、总胆固醇（TC）、LDL-C明显降低，但也有研究证实，抗阻训练有时不一定能降低TG和LDL-C，TG反而会有轻微增加［33］。所以，运动对血脂的作用如何，存在一定分歧，有待进一步研究证实。

3.5 建议 建议广大糖尿病患者选择有氧运动的同时，应增加抗阻训练，对于无膝、髋关节疾病及体位性血压波动的糖尿病患者，可选择原地深蹲这一简单、易实施的克服自身重力的抗阻训练方式。在选择抗阻训练时，患者不能操之过急，注意循序渐进地增加蹲起次数，避免运动后出现明显的第二次血糖高峰。另外，糖尿病患者在运动时，需要结合自身血糖波动特点，选择合适的起始运动时间。结合本研究结果，推荐中年2型糖尿病患者在餐后45～60 min，即血糖峰值前30～45 min开始运动。同时，糖尿病患者要提高运动中及运动后的自我监督能力，并定期进行心、脑、肾、视网膜、足等并发症的检查，避免运动禁忌证的发生。

3.6 本研究局限性 本研究以56例45～59岁中年2型糖尿病患者为研究对象，但未对其他年龄组、其他类型糖尿病患者进行大样本量的运动干预治疗是本研究的不足之处。此外，募集患者分组时，虽然考虑降糖药物使用的不同，均衡分配到各组，但未进行某一特定药物使用人群的运动干预，这些均是本研究的局限性，在今后的研究中会不断充实。

综上所述，有氧运动结合M-5-45"、L-5-60"原地深蹲可作为中年2型糖尿病患者的有氧运动结合原地深蹲抗阻训练的有效方案，具有改善患者血糖、血脂及增强胰岛细胞功能的作用，且增加HDL-C的作用优于单纯有氧运动。

本文无利益冲突。